分子配向が制御された界面におけるキャリア注入機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25790040
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用物性
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松島 敏則 九州大学, 最先端有機光エレクトロニクス研究センター, 准教授 (40521985)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 分子配向 / イオン化ポテンシャル / キャリア移動度 / 有機太陽電池 / 表面ダイポール / 開放電圧 / 冷間等方圧加圧 / 熱間等方圧加圧

研究成果の概要

分子配向制御により光吸収量、キャリア移動度、励起子拡散長、HOMO-LUMO差を向上させ、有機太陽電池の変換効率を約3倍に向上させることに成功した。冷間等方圧加圧を行うことでキャリア移動度を約2000倍に向上させ、有機EL、有機トランジスタ、有機太陽電池特性を向上させることに成功した。また、熱間等方圧加圧により圧縮した有機粉末をトランジスタ動作させることに成功した。熱間等方圧加圧により有機・無機ペロブスカイト薄膜のモルホロジーを改善した結果、太陽電池特性が向上することがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Introduction of Oxygen into Organic Thin Films with the Aim of Suppressing Singlet-Triplet Annihilation (2015)
  • 著者名/発表者名: Munetomo Inoue, Toshinori Matsushima, Hajime Nakanotani, and Chihaya Adachi
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 624 ページ: 43-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exciton Quenching Behavior of Thermally Activated Delayed Fluorescence Molecules by Charge Carriers (2015)
  • 著者名/発表者名: Atula S. D. Sandanayaka, Kou Yoshida, Toshinori Matsushima, and Chihaya Adachi
  • 雑誌名: The Journal of Physical Chemistry C 巻: in press 号: 14 ページ: 7631-7636
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b01314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optical second harmonic generation phase measurement at interfaces of some organic (2014)
  • 著者名/発表者名: Siti Zulaikha Ngah Demon, Yoshihiro Miyauchi, Goro Mizutani, Toshinori Matsushima,
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: 311 ページ: 715-720
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.05.142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of the electrical characteristics of metal-free phthalocyanine films using cold isostatic pressing (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Matsushima,* Yu Esaki and Chihaya Adachi*
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 105 号: 24 ページ: 243301-243301
  • DOI: 10.1063/1.4904463
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of Ultraviolet Light Responsivity of a Pentacene Phototransistor by Introducing Photoactive Molecules into a Gate Dielectric (2014)
  • 著者名/発表者名: Toan Thanh Dao, Toshinori Matsushima, Motonobu Murakami, Kei Ohkubo, Shunichi Fukuzumi, and Hideyuki Murata
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied. Physics 巻: 53
  • NAID: 120005652016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Horizontally oriented molecular thin films for application in organic solar cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Matsushima, Hitoshi Matsuo, Tetsuo Yamamoto, Akichika Nakao, Hideyuki Murata
  • 雑誌名: Solar Energy Materials & Solar Cells 巻: 123 ページ: 81-91
  • NAID: 120005694518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Controllable threshold voltage of a pentacene field-effect transistor based on a double-dielectric structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Toan Thanh Dao, Toshinori Matsushima, Hideyuki Murata
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: 14 ページ: 2007-2013
  • NAID: 120005367936
  • 査読あり
• [雑誌論文] Charge transfer-induced horizontal orientation of organic molecules near transition metal oxide surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Matsushima and Hideyuki Murata
  • 雑誌名: Organic Electronics 巻: 14 ページ: 1149-1156
  • 査読あり
• [学会発表] 圧縮粉末を用いた有機トランジスタ (2015)
  • 著者名/発表者名: 松島敏則，江崎有,安達千波矢
  • 学会等名: 2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Exciton Quenching of Thermally Activated Delayed Fluorescence Molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Atula S. D. Sandanayaka, T. Matsushima, and C. Adachi
  • 学会等名: 2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] Efficient and Stable Solution-Processed Planar Perovskite Solar Cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Chuanjiang Qin, T. Matsushima, C. Adachi
  • 学会等名: 2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 有機薄膜への酸素の導入によるSinglet-Triplet Annihilationの抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上 棟智、松島 敏則、安達 千波矢
  • 学会等名: 2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] ナノ微細構造OLEDを用いたSinglet-Polaron Annihilationの抑制 (2015)
  • 著者名/発表者名: 新田 篤志、桑江 博之、吉田 功、井上 棟智、松島 敏則、水野 潤、安達 千波矢
  • 学会等名: 2015年 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学 湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 有機ELの基礎と最近の研究動向 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松島敏則、中野谷一、安達千波矢
  • 学会等名: 2014年 応用物理学会九州支部 特別共通セミナー「有機エレクトロニクスの最前線」
  • 発表場所: 大分大学
  • 年月日: 2014-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] 冷間等方圧加圧による有機薄膜の電気伝導性の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江崎有, 松島敏則，安達千波矢
  • 学会等名: 「有機ＥＬ討論会」第１９回例会
  • 発表場所: 沖縄県市町村自治会館
  • 年月日: 2014-11-27 – 2014-11-28
• [学会発表] Cold isostatic pressing as an effective method to enhance electrical properties of organic films (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Matsushima, Yuu Esaki, and Chihaya Adachi
  • 学会等名: The 6th Asian Conference on Organic Electronics 2014 (A-COE 2014)
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
  • 招待講演
• [学会発表] Introduction of oxygen into solid-state organic films to suppress singlet-triplet annihilation (2014)
  • 著者名/発表者名: Munetomo Inoue, Toshinori Matsushima, Hajime Nakanotani, and Chihaya Adachi
  • 学会等名: The 6th Asian Conference on Organic Electronics 2014 (A-COE 2014)
  • 発表場所: 台湾
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-14
• [学会発表] Near Ultraviolet Organic Light-emitting Diodes with a Wide Bandgap Semiconductor of carbazole derivative for Optoelectronics (2014)
  • 著者名/発表者名: Toan Thanh Dao, Toshinori Matsushima, and Hideyuki Murata
  • 学会等名: International Symposium on Nano - materials, Technology and Applications
  • 発表場所: ベトナム
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] 冷間等方圧加圧による有機薄膜の電気伝導性の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松島敏則，江崎有, 安達千波矢
  • 学会等名: 2014年 第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] 分子配向によるキャリア注入・輸送制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松島敏則
  • 学会等名: 第9回有機デバイス院生研究会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2014-06-18
  • 招待講演
• [学会発表] SHG分光法による劣化有機EL素子の評価に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊原知幸, Siti Zulaikha NGAHDEMON, 松本一樹, Muhammad Samir Ullah, 水谷五郎, 松島敏則, 村田英幸
  • 学会等名: 日本物理学会第69回年次大会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Influence of charge transfer-induced molecular orientation on charge injection and transport of organic devices (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Matsushima and Hideyuki Murata
  • 学会等名: International Symposium on Optics & Photonics 2013, co-located with SPIE’s Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 分子配向によるキャリア注入制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松島 敏則，村田 英幸
  • 学会等名: 有機EL討論会第17回例会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ, 新潟県
  • 招待講演
• [学会発表] Study of ITO/Organic Interfaces by Optical Second Harmonic Generation (SHG) Phase Measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: S.Z.N. Demon, Y. Miyauchi, G. Mizutani, T. Matsushima and H. Murata
  • 学会等名: The 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices 2013
  • 発表場所: Hawaii, USA
• [学会発表] Study of ITO/organic Interfaces by Optical Second Harmonic Generation Phase Measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: Siti Zulaikha Ngah Demon, Yoshihiro Miyauchi, Goro Mizutani, Toshinori Matsushima, and Hideyuki Murata
  • 学会等名: the JAIST International Symposium
  • 発表場所: JAIST, Japan
• [学会発表] Enhancement of UV light responsivity of a pentacene phototransistor by introducing photoactive molecules into gate dielectric (2013)
  • 著者名/発表者名: Toan Thanh Dao, Toshinori Matsushima, Motonobu Murakami, Kei Ohkubo, Shunichi Fukuzumi, and Hideyuki Murata
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Study of the ITO/Organic Interfacesby Optical Second Harmonic Generation (SHG) (2013)
  • 著者名/発表者名: Siti Zulaikha NGAH DEMON, Yoshihiro MIYAUCHI, Goro MIZUTANI, Toshinori MATSUSHIMA and Hideyuki MURATA
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Charge transfer-induced horizontal orientation of organic molecules near transition metal oxide surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Matsushima and Hideyuki Murata
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
  • 発表場所: Kanazawa, Japan
• [学会発表] Interface of indium tin oxide with organic semiconductor by optical second harmonic generation phase measurement (2013)
  • 著者名/発表者名: Siti Zulaikha Ngah Demon, Yoshihiro Miyauchi, Goro Mizutani, Toshinori Matsushima, and Hideyuki Murata
  • 学会等名: 平成25年度 応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
  • 発表場所: 金沢工業大学
• [学会発表] 有機薄膜の密度分布解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松島 敏則，村田 英幸
  • 学会等名: 有機EL討論会第17回例会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ, 新潟県
• [学会発表] 有機薄膜の密度とキャリア移動度の相関 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松島 敏則、Atula S. D. Sandanayaka、村田 英幸
  • 学会等名: 有機EL討論会第16回例会
  • 発表場所: 日本科学未来館
• [産業財産権] 有機半導体素子の製造方法および有機半導体素子 (2014)
  • 発明者名: 松島敏則, 江崎有, 安達千波矢
  • 権利者名: 松島敏則, 江崎有, 安達千波矢
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-175177
  • 出願年月日: 2014-08-29